[发明专利]中空纤维膜分离装置

说明书

本发明涉及中空纤维膜分离装置。 

所述类型的中空纤维膜分离装置是例如EP-A-0844015中所已知的。在所述中空纤维膜分离装置中，形成两个流动空间，其中第一空间由其端部浇铸在密封料中的中空纤维束的毛细管通道形成，第二空间由封闭纤维束的外壳形成。第一空间通过置于密封料上的罩来密封，该罩具有在密封料周边区域上延伸的密封件。在外壳内引入各纤维束。在其壳的每一端，外壳具有由自由延伸的轴向凹槽或缺口形成的齿状或尖顶状突起。突起的外部区域嵌入密封材料中，使得凹槽或缺口的自由内部区域形成流体的流动通道。 

由于具有管节(pipe-section)形状并优选具有圆形截面的外壳由具有弹性的材料例如聚碳酸酯构成，通过凹槽或缺口形成由柔性舌片构成的冠状边缘，因此所述边缘至少部分被密封料封闭。当密封料硬化形成盘时，所述盘可在基本没有应力的情况下收缩，其中柔性舌片不会对这种收缩产生明显的阻力。由此，由密封料形成的盘牢固连接到管状外壳的末端，使得两个流动空间能够利用合适的密封装置通过互相重叠的两个罩来可靠地互相隔开。 

但是，形成有齿状或尖顶状突起的所述外壳的缺点在于，在中空纤维膜分离装置的制造过程中，单个中空纤维或中空纤维束可受压穿过轴向尖顶的间隙。结果，外部的中空纤维或中空纤维束可在齿状或尖顶状突起之间的间隙中突出。这在制造过程中是不合适的。 

因此，本发明的目的是进一步开发一种一般类型的中空纤维膜分离装置，使得其能够以类似的但没有麻烦的方式制造。 

所述目的的解决方案是根据本发明的中空纤维膜分离装置外壳的新设计方案。从上述一般类型的中空纤维膜分离装置出发，该中空纤维膜分离装置的外壳具有在齿状或尖顶状突起之间的延长部， 所述延长部从所述突起伸出并延伸至邻近的齿状或尖顶状突起。 

齿状或尖顶状突起之间的延长部形成横撑，亦即其防止中空纤维束的外部中空纤维穿过齿状或尖顶状突起之间的间隙。所述延长部从齿状或尖顶状突起伸出。在本发明的第一方面，通过延长部连接两个相邻尖顶，其中延长部具有不会阻碍两个尖顶之间的距离变化或它们的可移动性的几何设计(例如波形或之字形)。在本发明的第二方面，延长部不连接至相邻的突起。本发明的两个方面都保证用于与收缩密封材料形成无应力连接的期望弹性。 

本发明的其它有利发展得自本发明的优选实施方案。因此，从突起伸出的延长部优选形成为弧形或镰刀形的钩。所述镰刀形的钩产生与突起周围的密封材料甚至更好的连接。此外，材料断裂的风险明显降低。 

根据本发明的特别有利的其它发展，在齿状或尖顶状突起的高度上，从突起伸出的两个延长部朝两侧分叉。 

外壳可通过柔性塑料材料注射成型而整体形成。 

本发明的其它特征、细节和优点由附图中表示的实施方案获得，附图中： 

图1显示穿过本发明中空纤维膜分离装置一侧的纵向截面； 

图2显示中空纤维膜分离装置的外壳端部的详情； 

图3显示中空纤维膜分离装置外壳的详情； 

图4和5显示插入纤维束之前和安装罩之前中空纤维膜分离装置的外壳的图示。 

中空纤维膜分离装置10由管节状外壳12构成，所述外壳由塑料材料例如聚碳酸酯制成。中空纤维束插入外壳内。所述中空纤维束14的端部嵌入例如由PU构成的密封材料16中，其在硬化后成为盘状。中空纤维14通过密封材料16与外壳12连接。 

罩18置于外壳上方，并通过密封件20密封。 

这种中空纤维膜分离装置的具体结构和功能已经在通过引用并入本文的EP-A-0 844 015中详细记载。 

在其壳的每一端，管件外壳12具有在齿状或尖顶状突起22之间形成的自由延伸的轴向凹槽或缺口(见图1到5)。 

根据本发明，尖顶22之间存在的间隙24通过从突起22伸出的延长部26桥接。具体可在图2和图3中看出，所述延长部形成为不接触邻近齿状或尖顶状突起22的弧形或镰刀形钩。在此处所示实施方案中，相互叠置的两个延长部26布置在突起22的两侧。由于所述布置，获得与密封材料的紧密连接(见图1)。由于在相邻的齿状或尖顶状突起(其精确地不通过突起26相互接触)之间保持的柔性，可以形成与由聚氨酯制成的强收缩性密封材料的无应力连接。 

在制造工艺中，将中空纤维束16引入外壳12中。通过根据本发明提供的延长部26能够可靠地避免单个中空纤维束从突起22之间的间隙中伸出。 

而且，突起26的镰刀状设计使简单且成本低廉的注射成型设计成为可能，因为可以在一个步骤中强制将所述几何形状从模中沿轴向取出。特别是由于在从模中取出的过程中，延长部26相对柔性且能够沿齿状或尖顶状突起的方向弯曲，所以它们能够通过注射成型制造，尽管它们在最终状态下代表凹陷。